某实验小组先用如图所示装置制备FeSO4溶液,再与等物质的量的(NH4)2SO4反应,制备补血剂硫酸亚铁铵晶体[ (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]。已知:硫酸亚铁铵晶体在空气中不易被氧化,易溶于水,不溶于乙醇。
实验步骤如下:
①称取0.7 g铁粉,用10 mL 10%Na2CO3溶液煮沸洗净,加入烧瓶中,再加入10 mL1 mol/LH2SO4溶液反应。
②保持温度在70~80°C之间,至反应无明显气泡产生,停止加热,过滤,称量残余固体质量。
③向FeSO,溶液中加入一定质量的(NH4)2SO4固体,在70~80℃条件下溶解后,趁热倒入50 mL乙醇中,析出晶体。用95%的酸性乙醇溶液洗涤晶体两次,用滤纸吸干,即可得到硫酸亚铁铵晶体。
回答下列问题:
(1)图中盛装1 mol/L的H2SO4溶液的仪器名称是_____________,若用98%的浓硫酸来配制100 mLH2SO4溶液,需要用到的玻璃仪器有烧杯玻璃棒、量筒、________、_________。图示装置中的加热方式是_______________。
(2)由于加入的铁粉不纯,反应过程中会产生少量PH3气体,因此需使用封闭装置。用CuSO4溶液吸收PH3时会有磷酸和一种紫红色固体生成,则该反应的化学方程式为__________________。
(3)铁粉和硫酸采取步骤①中的配比关系的主要原因是_____________________。
(4)步骤②中,为避免在过滤时析出FeSO4晶体,可采取的措施是________________。
(5)步骤③将溶液趁热倒入50 mL乙醇中,该操作的目的是_____________________。
(6)已知酸性高锰酸钾溶液可与Fe2+发生氧化还原反应: +5Fe2+ +8H+=Mn2++5Fe3++4H2O。现称取3. 30 g (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O (相对分子质量为392)产品(杂质只有FeSO4·7H2O,相对分子质量为278)溶于稀硫酸中,然后用0.10 mol/L的酸性高锰酸钾溶液滴定,达到终点时消耗了18. 00 mL酸性高锰酸钾溶液。
①滴定终点时的现象是_________________。
②产品中 (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的质量分数为_____________(保留4位有效数字)。
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氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如图装置制备氢化钙。
请回答下列问题:
(1)请选择必要的装置,按气流方向连接顺序为______(填仪器接口的字母编号)。
(2)根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后,装入药品;打开分液漏斗活塞;_______(请按正确的顺序填入下列步骤的标号)。
A.加热反应一段时间
B.收集气体并检验其纯度
C.关闭分液漏斗活塞
D.停止加热,充分冷却
(3)实验结束后,某同学取少量产物,小心加入水中,观察到有气泡冒出,溶液中加入酚酞后显红色。该同学据此判断,上述实验确有CaH2生成。
①写出CaH2与水反应的化学方程式______;
②该同学的判断不准确,原因是________。
(4)登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂,与氢气相比,其优点是________。
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丙酸异戊酯是一种有水果香味的无色液体,常用作溶剂、萃取剂和调和香料等。实验室制备丙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下。
+ +H2O
相对分子质量 | 密度/() | 沸点/℃ | 水中溶解性 | |
异戊醇 | 88 | 0.81 | 131 | 微溶 |
丙酸 | 74 | 0.99 | 141 | 易溶 |
丙酸异戊酯 | 144 | 0.87 | 156 | 微溶 |
(实验步骤)在烧瓶中加入异戊醇、丙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片;分水器中加入一定体积水;加热至70℃保持恒温半小时,然后提高温度使反应处于回流状态。分水器中液面不断上升,当液面达到分水器支管口时,上层液体返回到烧瓶中。
回答下列问题:
(1)仪器甲的名称是_______。在70℃反应时温度计水银球置于_______(填“x”或“y”)处。
(2)使用分水器能提高酯的产率,原因是____________(用平衡移动原理解释)。
(3)升温回流过程中观察到____________(填标号)现象时,说明酯化反应已基本完成。
a.分水器中出现分层 b.分水器中有液体回流至烧瓶
c.分水器中水层高度不再变化 d.仪器甲中有液体滴落
(产品提纯)
(4)操作Ⅰ中,第二次水洗的主要目的是_____;操作Ⅱ中加入少量无水硫酸镁的目的是_______;操作Ⅲ的名称是_______。
(5)丙酸异戊酯的产率是_________%;若反应前分水器中加水不足,会导致产率________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
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某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3+、I2,它们使用的药品和装置如图所示
(1)SO2气体和Fe3+反应的氧化产物、还原产物分别是___________、___________。
(2)下列实验方案适用于在实验室制取所需SO2的是______________________。
A.Na2SO3溶液与HNO3 B.Na2SO3固体与浓硫酸
C.固体硫在纯氧中燃烧 D.硫化氢在纯氧中燃烧
(3)装置C的作用是_________________________________。
(4)装置B中反应的离子方程式____________________________________________。
(5)在上述装置中通入过量的SO2为了验证A中SO2与Fe3+发生了氧化还原反应,他们取A中的溶液,分成三份,并设计了如下实验:
方案①:往第一份试液中加入酸性KMnO4溶液,紫红色褪去。
方案②:往第二份试液中加入NaOH溶液,产生白色沉淀,并迅速转为灰绿色,最后呈红褐色。
方案③:往第三份试液中加入用稀盐酸酸化的BaCl2,产生白色沉淀。
上述方案不合理的方案是___________,原因是___________。
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乙酸异丙酯有水果香味,天然存在于菠萝、梨、苹果等水果中,是中国GB2760-86规定为允许使用的食用香料。实验室用乙酸和异丙醇()反应制备乙酸异丙酯。装置示意图和有关数据如下:
相对分子质量 | 密度/(g·cm-3) | 沸点/℃ | 水中溶解性 | |
异丙醇 | 60 | 0.7855 | 81.2 | 易溶 |
乙酸 | 60 | 1.0492 | 117.9 | 易溶 |
乙酸异丙酯 | 102 | 0.8879 | 90.6 | 难溶 |
实验步骤:
在A中加入3.0g异丙醇、6.0g乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片。开始缓慢加热A,回流50min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中,分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤;分出的产物用少量无水MgSO4固体干燥,静置片刻,过滤除去MgSO4固体,进行蒸馏纯化,收集90~95℃馏分,得乙酸异丙酯3.8g。
回答下列问题:
(1)写出实验室由乙酸和异丙醇反应制备乙酸异丙酯的化学方程式___________。
(2)仪器 B 的名称是 _____________。
(3)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是___________。
(4)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后__________(填字母序号)。
a.直接将乙酸异丙酯从分液漏斗的上口倒出
b.直接将乙酸异丙酯从分液漏斗的下口放出
c.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异丙酯从下口放出
d.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异丙酯从上口倒出
(5)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是___________(填字母序号)。
(6)本实验中乙酸异丙酯的产率为_________(计算结果保留三位有效数字)。
(7)在进行蒸馏操作时,若从 80℃便开始收集馏分,会使实验的产率偏高,其原因是_________。
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在“苯甲酸的重结晶”实验中有如下操作:
A.将滤液静置,使其缓慢冷却结晶;
B.将1g粗苯甲酸加到100mL的烧杯中,再加入50mL蒸馏水;
C.全部溶解后再加入少量蒸馏水;
D.在石棉网上加热,并用玻璃棒不断搅拌;
E.用短颈玻璃漏斗趁热将溶液过滤到另一100mL的烧杯中;
F.过滤得苯甲酸晶体。
回答下列问题:
(1)上述实验步骤的操作顺序为________。
(2)操作C的目的是________。
(3)操作E中要用到玻璃棒,其作用是______。
(4)操作A的温度_____(填“是”或“不是”)越低越好,理由是______。
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苯胺()是重要的化工原料。某兴趣小组在实验室里进行苯胺的相关实验。
已知:①()和NH3相似,与盐酸反应生成易溶于水的盐
②用硝基苯制取苯胺的反应原理:2+3Sn+12HCl→2+3SnCl4+4H2O
③有关物质的部分物理性质见表:
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 溶解性 | 密度/g⋅cm−3 |
苯胺 | −6.3 | 184 | 微溶于水,易溶于乙醚 | 1.02 |
硝基苯 | 5.7 | 210.9 | 难溶于水,易溶于乙醚 | 1.23 |
乙醚 | −116.2 | 34.6 | 微溶于水 | 0.7134 |
I、比较苯胺与氨气的性质
(1)将分别蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒靠近,产生白烟,反应的化学方程式为:____,用苯胺代替浓氨水重复上述实验,却观察不到白烟,原因是____。
Ⅱ、制备苯胺
往图1所示装置(夹持装置略,下同)的冷凝管口分批加入20mL浓盐酸(过量),置于热水浴中回流20min,使硝基苯充分还原;冷却后,往三颈烧瓶中滴入一定量50% NaOH溶液,至溶液呈碱性。
(2)冷凝管的进水口是___(填“a”或“b”);
(3)滴加NaOH溶液的主要目的是析出苯胺,反应的离子方程式为_____。
Ⅲ、提取苯胺
i.取出图1所示装置中的三颈烧瓶,改装为图2所示装置。加热装置A产生水蒸气,烧瓶C中收集到苯胺与水的混合物;分离混合物得到粗苯胺和水溶液。
ii.往所得水溶液中加入氯化钠固体,使溶液达到饱和状态,再用乙醚萃取,得到乙醚萃取液。
iii.合并粗苯胺和乙醚萃取液,用NaOH固体干燥,蒸馏后得到苯胺2.79g。
(4)装置B无需用到温度计,理由是_____。
(5)操作i中,为了分离混合物,取出烧瓶C前,应先打开止水夹d,再停止加热,理由是___。
(6)该实验中苯胺的产率为___。
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亚硝酰氯(ClNO)常用于合成洗涤剂、触媒及用作中间体,某学习小组在实验室用Cl2与NO制备ClNO并测定其纯度,进行如下实验(夹持装置略去)。
查阅资料:亚硝酰氯(ClNO)的熔点为-64.5℃、沸点为-5.5℃,气态呈黄色,液态时呈红褐色,遇水易反应生成一种氯化物和两种氮的常见氧化物,其中一种呈红棕色。
请回答下列问题:
Ⅰ.Cl2的制备:舍勒发现制备氯气的方法至今还是实验室制取氯气的主要方法之一。
(1)该方法可以选择上图中的______(填字母标号)为Cl2发生装置,该反应的离子方程式为____________。
(2)收集一瓶纯净干燥的氯气。
Ⅱ.亚硝酰氯(ClNO)的制备、实验室可用下图装置制备亚硝酰氯(ClNO):
(3)组装好实验装置,检查装置的气密性,然后装入药品。一段时间后,两种气体在Z中反应的现象为________________。
III.亚硝酰氯(ClNO)纯度的测定:将所得亚硝酰氯(ClNO)产品13.10g溶于水,配制成250mL溶液;取出25.00mL,以K2CrO4溶液为指示剂,用0.8mol·L-1AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为22.50mL。(已知:Ag2CrO4为砖红色固体)
(4)亚硝酰氯(ClNO)与水反应的离子方程式为__________________________。
(5)滴定终点的现象是________________________________________。
(6)产品中亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为____________。
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正丁醚常用作有机合成反应的溶剂。某实验小组利用如下装置(夹持和加热装置均省略)合成正丁醚,其反应原理如下:
反应物和产物的相关数据如下表:
化合物名称 | 密度 | 熔点 | 沸点 | 水中溶解性 |
正丁醇 | 0.810 | 118.0 | 微溶 | |
正丁醚 | 0.769 | 142.0 | 不溶于水 | |
备注:正丁醚微溶于饱和氯化钙溶液 |
实验步骤:
①将正丁醇、浓硫酸加入两口烧瓶中,再加入几粒碎瓷片,摇匀;
②装好分水器和温度计;
③控制反应温度在134~136℃之间,回流;
④将分水器中的下层水层从下口放出,上层液体倒回两口烧瓶中;
⑤将反应液冷却到室温后倒入盛有水的分液漏斗中,经过分离、洗涤后再分离提纯,收集称重得正丁醚。
回答下列问题:
(1)实验中冷凝管的进水口为_____(填“a”或“b”)。
(2)在该实验中,两口烧瓶的容积最适合的是___(填标号)。
A B C D
(3)实验中,温度过高则发生分子内脱水生成烃类化合物,写出生成烃类化合物反应的化学方程式:______。
(4)反应液冷却到室温后倒入盛有水的分液漏斗中,振荡、静置,得到有机层的操作方法是__。
(5)有机层粗产物需依次用水洗、氢氧化钠溶液洗涤、水洗和饱和氯化钙溶液洗涤。用氢氧化钠溶液洗涤的目的是_____。
(6)洗涤完成后,通过以下操作分离提纯产物,正确的操作顺序是____(填标号)。
A 蒸馏 B 加入无水 C 过滤
(7)本实验所得正丁醚的产率为_______。
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某研究性学习小组欲探究原电池的形成条件,按如图所示装置进行实验并得到下表实验结果:
实验 序号 | A | B | 烧杯中的液体 | 灵敏电流计指针是否偏转 |
1 | Zn | Zn | 乙醇 | 无 |
2 | Zn | Cu | 稀硫酸 | 有 |
3 | Zn | Zn | 稀硫酸 | 无 |
4 | Zn | Cu | 苯 | 无 |
5 | Cu | C | 氯化钠溶液 | 有 |
6 | Mg | Al | 氢氧化钠溶液 | 有 |
分析上述实验,回答下列问题:
(1)实验2中电流由________极流向________极(填“A”或“B”)。A电极反应式________,
(2)实验6中电子由B极流向A极,表明负极是________(填“镁”或“铝”)电极,发生________(氧化反应,还原反应)
(3)实验5表明________。
A.铜在潮湿空气中不会被腐蚀B.铜的腐蚀是自发进行的
(4)分析上表有关信息,下列说法不正确的是________。
A.相对活泼的金属一定作负极
B.失去电子的电极是负极
C.烧杯中的液体必须是电解质溶液
D.原电池中,浸入同一电解质溶液中的两个电极,是活泼性不同的两种金属(或其中一种非金属)
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